(57)【要約】【課題】設備投資や工程数の増加等のコスト増を極力排除して半導体ウェーハの面取り部端面部のキズや圧痕を除去し、ウェーハの面取り部を鏡面研磨する鏡面面取り工程において研磨パッドがウェーハの主面に入り込むことによる過研磨を抑制し、ウェーハ外周形状、特にエッジロールオフを悪化させない工程を提供する。【解決手段】少なくとも、半導体ウェーハの表面および裏面を鏡面研磨する両面研磨工程と、該両面研磨された半導体ウェーハの面取り部を鏡面研磨する鏡面面取り工程とを含む半導体ウェーハの製造方法において、前記両面研磨工程の後に、半導体ウェーハの表面または表裏両面に研磨を抑制する樹脂製の保護膜を形成した後、前記鏡面面取り工程を行い、その後に前記樹脂製の保護膜を除去することを特徴とする半導体ウェーハの製造方法。【選択図】  図１
2006237055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、半導体ウェーハの表面および裏面を鏡面研磨する両面研磨工程と、該両面研磨された半導体ウェーハの面取り部を鏡面研磨する鏡面面取り工程とを含む半導体ウェーハの製造方法において、前記両面研磨工程の後に、半導体ウェーハの表面または表裏両面に研磨を抑制する樹脂製の保護膜を形成した後、前記鏡面面取り工程を行い、その後に前記樹脂製の保護膜を除去することを特徴とする半導体ウェーハの製造方法。
【請求項２】
前記半導体ウェーハとして、シリコンウェーハを用いることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェーハの製造方法。
【請求項３】
前記樹脂製の保護膜として、アルカリ性水溶液に可溶な樹脂を用いることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体ウェーハの製造方法。
【請求項４】
前記樹脂製の保護膜として、半導体ウェーハの研磨レートと同じか遅い特性を持つ樹脂を用いることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の半導体ウェーハの製造方法。
【請求項５】
前記樹脂製の保護膜として、アクリル系樹脂を用いることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の半導体ウェーハの製造方法。
【請求項６】
前記樹脂製の保護膜の除去を、アルカリ系洗浄により行うことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の半導体ウェーハの製造方法。
【請求項７】
前記樹脂製の保護膜の除去を、苛性ソーダ水溶液と過酸化水素水の混合液による化学洗浄と、アンモニア水と過酸化水素水の混合液による化学洗浄により行うことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の半導体ウェーハの製造方法。
【請求項８】
少なくとも半導体ウェーハの面取り部を鏡面研磨する半導体ウェーハの鏡面面取り方法において、前記半導体ウェーハの表面または表裏両面に研磨を抑制する樹脂製の保護膜を形成した後、前記鏡面面取り工程を行うことを特徴とする半導体ウェーハの鏡面面取り方法。
【請求項９】
前記鏡面面取り工程の後に、前記樹脂製の保護膜を洗浄により除去することを特徴とする請求項８に記載の半導体ウェーハの鏡面面取り方法。
【請求項１０】
前記鏡面面取りする半導体ウェーハとして、表面および裏面を鏡面に両面研磨した半導体ウェーハを用い、該半導体ウェーハに前記樹脂製の保護膜を形成して鏡面面取りすることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の半導体ウェーハの鏡面面取り方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェーハの製造方法に関し、両面研磨工程等を経て製造する場合に、ウェーハ外周部でも高い平坦度を達成することができる半導体ウェーハの製造方法および半導体ウェーハの鏡面面取り方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造に使用する半導体ウェーハは、例えば、チョクラルスキー法により育成されたシリコン単結晶インゴットをスライスしてウェーハ形状に加工した後、面取り（研削）、ラッピング、エッチング、片面研磨、面取り部研磨（鏡面面取り）等の各工程を経て製造される。
【０００３】
近年、半導体デバイスの高集積化に伴うデザイン・ルールの縮小に伴い、シリコンウェーハに要求される平坦度もますます厳しくなっている。さらに、１枚のウェーハから極力多くのデバイスを得ることが望まれ、シリコンウェーハの大口径化と共に、ウェーハ全面、特に外周端部まで平坦な形状が要求されるようになってきている。ウェーハの外周端部においてデバイスチップが取れない、いわゆるウェーハの外周除外領域の縮小化は、従来の３ｍｍから２ｍｍへと進んでおり、さらには１ｍｍの外周除外領域の要求も出始めている。最近、ウェーハ外周部の平坦度は、ロールオフ量と称されるパラメータで評価されている。
【０００４】
また、近年のシリコンウェーハの需要拡大に伴う製造コスト引き下げ要請に対応するために製造されている、３００ｍｍφに代表される大口径シリコンウェーハでは、平坦度品質やナノトポグラフィー品質を得るために、表裏面を同時研磨する両面研磨工程が採用されている。両面研磨では片面方式の研磨に比べ、特にエッジロールオフと呼ばれるウェーハ外周部に対する平坦度の精度が得やすいという特徴を持つ。また基準面を持たない加工方法のため、表裏面に存在する１ｍｍ〜２０ｍｍのナノトポグラフィーと呼ばれるうねり形状を容易に除去する事が出来る。
この場合、例えば図１２に示されるように、スライス、面取り、ラッピング（両頭研削、平面研削）、エッチング、両面研磨、鏡面面取り、最終研磨の各工程を経て鏡面状のシリコンウェーハを得ることができる。
【０００５】
然るに、両面研磨工程では、ウェーハキャリアの複数の円形開口部にウェーハを収納してウェーハの両面を同時に研磨するため、研磨中にウェーハの面取り部端面とキャリア内周面が常時接触する。そのため、ウェーハ面取り部端面にキズや圧痕が発生し、これらの欠陥は、キャリア内周面にシリコンより軟質な樹脂を用いてもこれを完全に防ぐ事は困難である。
【０００６】
デバイス製造における成膜処理工程やレジスト樹脂膜塗布工程において、面取り部に酸化膜や窒化膜が形成されたり、レジスト膜が付着する場合があるが、面取り部にキズや圧痕があると、これらの膜成分はその後の洗浄工程等では除去されずに残留して発塵源となり、歩留まりを悪化させる要因となる。しかし、面取り部を鏡面化しておけば、その後付着したレジスト膜等の除去が容易となる。
【０００７】
従って、両面研磨の後には、面取り部端面のキズや圧痕を除去するために、面取り部を鏡面研磨する鏡面面取り工程が必須であるが、両面研磨で作り出した優れた外周形状、即ち良好なエッジロールオフ量を、面取り部の鏡面研磨により悪化させる現象が起きている。面取り部の研磨処理は、比較的軟質な研磨パッドが用いられるため、面取り部のみでなく、表面および／または裏面（以下「主面」とも言う）にまで、研磨パッドが入り込む過研磨を避けられず、ロールオフ量の悪化を引き起こす。
【０００８】
これに対して、面取り部のキズや裏面の吸着痕を除去する技術として、面取りされたウェーハを、ウェーハ保持板に形成されたウェーハ保持孔に挿入・保持し、この半導体ウェーハに粗い研磨を施す粗研磨工程と、粗研磨後、半導体ウェーハの外周部の面取り面を鏡面仕上げする鏡面面取り工程と、この面取り部の鏡面研磨後、半導体ウェーハの研磨面を仕上げ研磨する仕上げ研磨工程とを備えた半導体ウェーハの製造方法において、面取り部研磨前の粗研磨された半導体ウェーハに酸化膜を形成し、面取り部の鏡面研磨後で仕上げ研磨する前に、上記半導体ウェーハから酸化膜を除去する半導体ウェーハの製造方法が提案されている（特許文献１）。
【０００９】
本方式では保護膜に酸化膜を使用するため、面取り部のキズや吸着痕を防止できるとともに、特許文献１には明記されていないが、面取り部の鏡面研磨時に主面への過研磨が抑制され、主面の過研磨を防止する効果が得られる可能性がある。但し、この場合酸素雰囲気中での熱処理法による熱酸化膜、ＣＶＤ法による気相成長膜が必要となるが、その形成には別途酸化炉やＣＶＤ炉が必要となり、大幅な設備投資を伴う事になる。更に、面取り部の鏡面研磨後の酸化膜の除去にはふっ酸による洗浄が不可欠であり、特殊な洗浄機の導入も不可欠となる。
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−８７５２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、設備投資や工程数の増加等のコスト増を極力排除して半導体ウェーハの面取り部端面部のキズや圧痕を除去し、ウェーハの面取り部を鏡面研磨する鏡面面取り工程において研磨パッドがウェーハの主面に入り込むことによる過研磨を抑制し、ウェーハ外周形状、特にエッジロールオフを悪化させない工程を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明によれば、少なくとも、半導体ウェーハの表面および裏面を鏡面研磨する両面研磨工程と、該両面研磨された半導体ウェーハの面取り部を鏡面研磨する鏡面面取り工程とを含む半導体ウェーハの製造方法において、前記両面研磨工程の後に、半導体ウェーハの表面または表裏両面に研磨を抑制する樹脂製の保護膜を形成した後、前記鏡面面取り工程を行い、その後に前記樹脂製の保護膜を除去することを特徴とする半導体ウェーハの製造方法が提供される（請求項１）。
【００１３】
このように、少なくとも、両面研磨工程と鏡面面取り工程とを含む半導体ウェーハの製造方法において、前記両面研磨工程後に、半導体ウェーハの表面または表裏両面に研磨を抑制する樹脂製の保護膜を形成（塗布）した後、前記鏡面面取り工程を行い、その後に前記樹脂製の保護膜を除去することにより、両面研磨で得られた高精度なウェーハ形状を悪化させることなく、両面研磨工程で劣化した面取り部端面部のキズや圧痕を容易に除去することができ、鏡面面取り工程において研磨パッドが半導体ウェーハの主面に入り込むことによる過研磨を抑制することができ、ウェーハ外周形状、特にエッジロールオフを悪化させる事もない。また、樹脂の塗布工程を追加し、従来の洗浄工程を改良するだけであるので、設備投資や工程数の増加等のコスト増を排除することもできる。
【００１４】
このとき、前記半導体ウェーハとして、シリコンウェーハを用いることが好ましい（請求項２）。
シリコンウェーハは半導体デバイスの材料として最も需要が高く、特に近年量産されている直径３００ｍｍ以上に及ぶ大直径のシリコンウェーハの製造では一般的に両面研磨が行われるので、本発明が特に有効となる。
【００１５】
また、前記樹脂製の保護膜として、アルカリ性水溶液に可溶な樹脂を用いることが好ましい（請求項３）。
樹脂製の保護膜として、アルカリ性水溶液に可溶な樹脂を用いることにより、鏡面面取り工程の後に前記樹脂製の保護膜を容易に除去（剥離）することができる。
【００１６】
さらに、前記樹脂製の保護膜として、半導体ウェーハの研磨レートと同じか遅い特性を持つ樹脂を用いることが好ましい（請求項４）。
鏡面面取り工程において、シリコン面露出部、樹脂製の保護膜による被覆部は同時に接触・研磨されるが、前記樹脂製の保護膜として、半導体ウェーハの研磨レートと同じか遅い特性を持つ樹脂を用いることにより、保護膜被覆部を確実に露出部より研磨されるのを抑制でき、主面の過研磨時の研磨量を抑えることができる。
【００１７】
また、前記樹脂製の保護膜として、アクリル系樹脂を用いることが好ましい（請求項５）。
このように、前記樹脂製の保護膜として、アクリル系樹脂を用いることにより、アルカリ性水溶液に容易に溶解・分解することができ、研磨時の研磨レートをシリコンウェーハより遅くすることができる。
【００１８】
さらに、前記樹脂製の保護膜の除去を、アルカリ系洗浄により行うことが好ましい（請求項６）。
このように、前記樹脂製の保護膜の除去を、一般的なアルカリ系の洗浄により容易に行うことができる。また、このような一般的なアルカリ系の洗浄による保護膜の除去においては、特殊な溶剤を使用しないため、地球環境の観点からも優れている。
【００１９】
また、前記樹脂製の保護膜の除去を、苛性ソーダ水溶液と過酸化水素水の混合液による化学洗浄と、アンモニア水と過酸化水素水の混合液による化学洗浄により行うことが好ましい（請求項７）。
一般的な面取り研磨後の洗浄である、アンモニア水と過酸化水素水の混合液による化学洗浄に加え、苛性ソーダ水溶液と過酸化水素水の混合液による化学洗浄を行うことにより、アクリル系樹脂の保護膜を容易に除去することができる。
【００２０】
さらに、本発明によれば、少なくとも半導体ウェーハの面取り部を鏡面研磨する半導体ウェーハの鏡面面取り方法において、前記半導体ウェーハの表面または表裏両面に研磨を抑制する樹脂製の保護膜を形成した後、前記鏡面面取り工程を行うことを特徴とする半導体ウェーハの鏡面面取り方法が提供される（請求項８）。
【００２１】
このように、半導体ウェーハの鏡面面取り方法において、半導体ウェーハの表面または表裏両面に研磨を抑制する樹脂製の保護膜を形成した後、前記鏡面面取り工程を行うことにより、低コストで面取り部端面部のキズや圧痕を除去することができ、鏡面面取り工程において研磨パッドがウェーハの主面に入り込むことによる過研磨を抑制し、ウェーハ外周形状、特にエッジロールオフを悪化させる事もない。
【００２２】
また、前記鏡面面取り工程の後に、前記樹脂製の保護膜を洗浄により除去することが好ましい（請求項９）
このように、前記鏡面面取り工程の後に、前記樹脂製の保護膜を洗浄により除去することにより、容易かつ低コストで半導体ウェーハを製造できる。
【００２３】
また、前記鏡面面取りする半導体ウェーハとして、表面および裏面を鏡面に両面研磨した半導体ウェーハを用い、該半導体ウェーハに前記樹脂製の保護膜を形成して鏡面面取りすることが好ましい（請求項１０）。
これにより、両面研磨後の面取り部端面部のキズや圧痕を低コストで除去することができ、鏡面面取り工程において研磨パッドがウェーハの主面に入り込むことによる過研磨を抑制することができ、両面研磨で得られた高精度のウエーハ外周形状を維持できる。
【発明の効果】
【００２４】
このように、本発明により、設備投資や工程数の増加等のコスト増を極力排除して、面取り部端面部のキズや圧痕を除去することができ、鏡面面取り工程において研磨パッドがウェーハの主面に入り込むことによる過研磨を抑制し、ウェーハ外周形状、特にエッジロールオフを悪化させない工程を構築することができる。
特に、樹脂の塗布工程を追加し、従来の洗浄工程を改良するだけで、大幅な工程変更や設備投資を伴う事もなく、今後増加するであろう厳しい顧客のウェーハ外周部に対する平坦度（ロールオフ量）の要求を満足することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、添付の図面に基づいて本発明について具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
近年の半導体デバイスの高集積化、需要増大に伴って、シリコンウェーハの大口径化と共に、ウェーハ全面、特に外周部まで平坦な形状のシリコンウェーハが要求されるようになり、本発明者らは、この要求に応えるべく研究を重ねた。
本研究の中で、本発明者らはシリコンウェーハの両面研磨を行った後、面取り部の研磨を行った場合のウェーハの外周形状について調査を行った。
【００２６】
ウェーハの平坦度を評価する場合、従来行われているＳＦＱＲやＳＢＩＲで定義されるサイトフラットネスでは、図１４に示されるような所定の大きさのセル１００に分けて評価を行うため、面取り部付近の外周形状を正確に把握することができない。
そこで、最近ではウェーハの外周形状を高精度に評価するため、ロールオフと呼ばれる評価基準が採用されつつある。ロールオフというパラメータは、ウェーハの外周部の形状を直接測定し、高精度に評価することができる。なお、ロールオフの定義については標準化団体で標準化が検討されているが、例えば図１６に示されるように、ウェーハ表面に対し、プリズム９０を介してレーザ光を照射し、反射光をＣＣＤ９１で受けることにより測定する方法がある。そして表面プロファイルから基準線を算出し、基準線との差としてロールオフ量を求めることができる。
【００２７】
本発明者らは、シリコンウェーハを両面研磨し、さらに面取り部の研磨を行った後のロールオフ量を測定したところ、図１５に示すような結果が得られた。ここで面取り部Ｃの幅は０．３ｍｍ程度以下であるが、主面の面取り部付近でのロールオフ量が大きいことが分かった。
さらに、面取り部研磨後の面取り部と主面との境界付近を顕微鏡で観察したところ、図１３に見られるように面取り部との境を越えたウェーハ面内での過研磨領域が観察された。
これらの調査結果から、面取り部の研磨の際、過研磨に起因したフラットネス（ロールオフ）の悪化が極めて大きいことが分かった。
【００２８】
そこで本発明者らは、上記のような過研磨を効果的に防ぐ方法について鋭意研究を行い、本発明を完成させた。
すなわち、本発明者らは、少なくとも、半導体ウェーハの表面および裏面を鏡面研磨する両面研磨工程と、該両面研磨された半導体ウェーハの面取り部を鏡面研磨する鏡面面取り工程とを含む半導体ウェーハの製造方法において、前記両面研磨工程の後に、半導体ウェーハの表面または表裏両面に研磨を抑制する樹脂製の保護膜を形成した後、前記鏡面面取り工程を行い、その後に前記樹脂製の保護膜を除去することにより、設備投資や工程数の増加等のコスト増を極力排除して両面研磨後の面取り部端面部のキズや圧痕を除去することができ、鏡面面取り工程において研磨パッドがウェーハの主面に入り込むことによる過研磨を抑制でき、ウェーハ外周形状、特にエッジロールオフを悪化させる事もないことを見出した。
【００２９】
先ず、図２の概略図により本発明について説明する。図２（Ａ）は、本発明にかかる樹脂製の保護膜によるコーティング方式による、シリコンウェーハの鏡面面取り工程の一例を示す概略断面図と、その後樹脂製の保護膜を除去したウェーハの概略断面図であり、図２（Ｂ）は、従来方式によるシリコンウェーハの鏡面面取り工程の一例を示す概略断面図と、鏡面面取り工程前後のウェーハの概略断面図である。本発明に係るコーティング方式では、両面研磨工程の後に、半導体ウェーハの表面または表裏両面に研磨を抑制する樹脂製の保護膜２を形成した後、鏡面面取り工程を行い、その後に前記樹脂製の保護膜２を除去する。これにより、従来方式では、研磨前の形状４から研磨後の形状５Ｂまで過研磨されるのに対して、本発明に係るコーティング方式では、主面が保護膜２で保護されているので、研磨前の形状４から研磨後の形状５Ａまでしか研磨されず、鏡面面取り工程において研磨パッドがウェーハの主面に入り込むことによる過研磨を抑えることができる。
【００３０】
具体的には、例えば、ウェーハ端面からの所定の距離Ｘにおいて、本発明に係るコーティング方式と従来方式とを比較した場合、従来方式では矢印で示されたロールオフ量６が大きいのに対し、本発明に係るコーティング方式では小さく或いは図２（Ａ）のようにほとんどゼロに抑制することができる。
【００３１】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて時系列的に説明する。
まず、チョクラルスキー法（ＣＺ法）、浮遊帯域溶融法（ＦＺ法）等により育成したシリコン単結晶インゴットをワイヤソー等を用いてスライスしてウェーハ状とする（図１（Ａ））。
【００３２】
次いで、ウェーハの外縁部のワレやカケを防止するため、ウェーハの外縁の角部を研削により除去する面取り加工を行う（図１（Ｂ））。
面取り加工は、例えば図３に示すように、所望のウェーハ面取り形状と同じ形状を有する砥石１ａの溝２ａにウェーハ外周端部を押しつけ、保持盤３ａに保持されたウェーハＷの上面側と下面側の角と最外周部（端面）を一度に面取りして面取り部Ｃを形成することができる。
【００３３】
また、図３（Ｂ）に示すように、ウェーハＷと砥石の相対位置を数値制御し、逆台形形状の溝２ｂを有する砥石１ｂを用いて、溝２ｂの底面で、保持盤３ｂに保持されたウェーハの最外周部（端面）を研削し、溝２ｂの上側のテーパ面でウェーハＷの上面側の角を、溝２ｂの下側のテーパ面でウェーハＷの下面側の角を面取り加工することもできる。
【００３４】
面取り加工後、ウェーハの厚さを均一にするとともに平坦度を高めるため、ラッピングを行う（図１（Ｃ））。
なお、面取り加工の前にラッピングを行っても良い。また、ラッピングの代わりに、一対の研削砥石を用いてウェーハの両面を同時に研削する両頭研削、あるいは保持盤に固定したウェーハに対し、砥石により片面ずつ研削を行う平面研削を行うこともできる。両頭研削と平面研削の両方を行っても良い。
【００３５】
ラッピング等によりウェーハの表面に生じた加工歪みを除去するため、ウェーハをエッチング液に浸漬してエッチングを行う（図１（Ｄ））。
例えば水酸化ナトリウムや水酸化カリウムの水溶液を用いたアルカリエッチング、あるいはフッ酸と硝酸の混合液等を用いた酸エッチングを行うことができる。
【００３６】
次いで、半導体ウェーハの表面および裏面を鏡面研磨する両面研磨工程を行う（図１（Ｅ））。両面研磨工程は、例えば図４に示すような装置７０を用いて行われる。この装置７０では、図５に示されるようなキャリア７５の円形孔７８内にウェーハＷを収容し、研磨パッド７３，７４を貼り付けた上下一対の定盤７１，７２の間に挟み込み、研磨スラリーを供給するとともに、インターナルギア７６とサンギア７７とにより、上下の定盤７１，７２とキャリア７５を回転させることでウェーハＷの両面を同時に研磨する。キャリア７５を回転させることでウェーハＷの両面を同時に研磨することができる。
【００３７】
また、例えば図６及び図７に示されるような両面研磨装置８０を用いることもできる。この装置８０では、研磨の際、全ての偏心アーム８２をタイミングチェーン８５を介して回転軸９０を中心に同期して回転させることにより、キャリアホルダ８８に保持されたキャリア８１が、自転せずに水平面内で小さな円を描くようにして円運動を行う。このような揺動式の両面研磨装置８０であれば小型化することができるため、比較的狭いスペースで大直径ウェーハの研磨作業を行うことができる。近年のウェーハの大直径化に伴い、このような揺動式の両面研磨装置８０も多く用いられている。
【００３８】
このような両面研磨を行うことにより、ウェーハＷの表面粗さが改善され、平坦度を向上することができるが、このようにして両面研磨を行う場合、ウェーハＷの外縁部（面取り部Ｃ）と、キャリア７５あるいは８１の円形孔７８あるいは８４の内側面が接触し、ウェーハＷの面取り部Ｃにキズや圧痕が発生することになる。  
これらのキズ等を除去するため、該両面研磨されたウェーハＷの面取り部Ｃを鏡面研磨する鏡面面取り工程を行うが、本発明において、この鏡面面取り工程の前に、半導体ウェーハの表面または表裏両面に研磨を抑制する樹脂製の保護膜を形成（塗布）する（図１（Ｆ））。
【００３９】
研磨を抑制する樹脂製の保護膜として、アルカリ性水溶液に可溶でかつ、シリコンウェーハの研磨レートより遅い特性を持つ樹脂として、アクリル系樹脂を用いる。アクリル系樹脂を用いることにより、アルカリ性水溶液に容易に溶解・分解することができるし、研磨時の研磨レートをシリコンウェーハより遅くすることができるからである。
【００４０】
研磨を抑制する樹脂製の保護膜として、アクリル系樹脂に限定されないが、アルカリ水溶液に可溶でかつ、シリコンウェーハの研磨レートと同じか遅い特性を持つ樹脂を用いることが好ましい。樹脂製の保護膜としてアルカリ性水溶液に可溶な樹脂を用いることにより、鏡面面取り工程の後における樹脂製の保護膜の除去が容易となり、また、樹脂製の保護膜としてシリコンウェーハの研磨レートと同じか遅い特性を持つ樹脂を用いることにより、次の鏡面面取り工程において、シリコン面露出部、樹脂製の保護膜による被覆部が同時に接触・研磨される際に、保護膜の被覆部は露出部面より研磨されにくいため、主面への過研磨を抑えることができる。
【００４１】
ウエーハ上に保護膜を形成するには、例えばアクリル系樹脂をアルコールを溶剤とし流動性とさせ、スピンコーターにより表面に塗布する。この際、スピン回転は高く設定し、面取り部端面部には樹脂が塗布されないようにし、ベーク・乾燥後、次の鏡面面取り工程を行う。保護膜の形成方法は、スピンコーターに限られず、ハケによる塗布等一般に用いられている方法により行うことができる。
【００４２】
保護膜の形成は、ロールオフが特に問題となる表面のみに行っても従来にくらべ改善効果が得られるが、表裏両面に行った方がより外周形状の改善を図ることができる。両面に保護膜を形成する場合は、例えば、片面に保護膜をコートし、ベーク後、ウェーハを裏返えして、裏面に保護膜をコートし、ベーク後、鏡面面取り工程を行えばよい。
【００４３】
次に、該両面研磨され保護膜が形成されたウェーハＷの面取り部Ｃを鏡面研磨する鏡面面取り工程を行う（図１（Ｇ））。
上記のようにアクリル系樹脂の保護膜が、表面に塗布され、面取り部端面部には塗布されないようにしたウェーハＷを、鏡面研磨する。この鏡面面取り工程により、面取り部端面部が優先的に磨かれ、主面内への研磨の回り込みが抑えられる。
面取り部Ｃの鏡面研磨には、一般に提案されている各種の研磨方法、研磨装置を利用する。例えば、図８に示されるように、吸着盤１３でウェーハＷを保持し、外周に研磨パッド１２を貼付した回転ドラム１１に対し、研磨面１２ａに対し傾斜させたウェーハＷの面取り部を一定圧力で押し付けて、コロイダルシリカ等を含有する研磨スラリーを供給しながら、面取り部を研磨する方法がある。
【００４４】
また、図９に示されるように、吸着盤１３上で保持されて回転するウェーハＷの面取り部に対し、傾斜した研磨面２１ａ，２２ａを有する研磨パッド２１，２２と、垂直な面を有する研磨パッド２４をそれぞれ押し付けて面取り部全体を研磨する方法や、図１０（Ａ）（Ｂ）に示されるように、逆カップ型の研磨パッド３１をウェーハＷの面取り部に押し付けて、面取り部の主面側の面取り面を研磨し、次いで、端面（最外周面）に垂直な研磨パッド３４を押し付けて面取り部の端面の研磨を行う方法がある。
【００４５】
このような鏡面面取り工程の後、樹脂製の保護膜の除去（図１（Ｈ））を、アルカリ系の洗浄により行う。
一般的なアルカリ系の洗浄により容易に、樹脂製の保護膜の除去を行うことができ、また、特殊な溶剤を使用しないため、地球環境の観点からも優れている。特に、保護膜の除去を、苛性ソーダ水溶液と過酸化水素水の混合液による化学洗浄と、アンモニア水と過酸化水素水の混合液による化学洗浄により行うことが好ましく、苛性ソーダ水溶液と過酸化水素水の混合液による化学洗浄により、アクリル系樹脂の保護膜を除去することができ、その後、アンモニア水と過酸化水素水の混合液による化学洗浄をすることにより、一般的な面取り研磨後の洗浄を行うことができる。すなわち、保護膜の除去は、一般に行われている洗浄工程に対し苛性ソーダ水溶液と過酸化水素水の混合液による化学洗浄を付加するだけでよい。
【００４６】
さらに、樹脂製の保護膜の除去を行った後、最終研磨を行う（図１（Ｉ））。このような最終研磨は、例えばウェーハの片面を吸着保持し、研磨スラリーを供給しながらデバイスを形成する側のみを片面研磨することができる。ウェーハをワックス等の接着剤を介してプレートに貼り付けて片面研磨を行っても良い。なお、この最終研磨で研磨代が多くなると、ウェーハの外周領域の平坦度の悪化を招くおそれがあるので、研磨代は２μｍ以下、特に１μｍ程度とするのが好ましい。
【００４７】
以上のような工程を経てシリコンウェーハを製造すれば、設備投資や工程数の増加等のコスト増を極力排除して、両面研磨工程で生じた面取り部端面部のキズ等を除去することが可能であり、また、面取り部付近の主面の過研磨は防止され、ウェーハ外周形状、特にエッジロールオフを悪化させることもないため、面取り部付近においても、両面研磨により作り込まれたフラットネスが維持された高平坦度の鏡面シリコンウェーハを製造することができ、ウェーハ１枚から得られるデバイスチップの生産性および歩留まりの向上等に貢献できる。
【実施例】
【００４８】
以下、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例）
スライス、面取り、ラッピング、エッチングの各処理を順次行って得た直径３００ｍｍのシリコンウェーハに対し、図６に示したような両面研磨装置を用いて両面研磨を行った。
両面研磨後、アクリル製の樹脂（商品名：日化精工社製スカイコート）をスピンコーターで塗布することによりウェーハＷの両面に保護膜を約３μｍの厚さで形成した。この時、スピンコーターの回転数を１２００ｒｐｍとし、保護膜が表裏の主面にのみ形成されるようにし、ウェーハ端面に保護膜が形成されないようにした。その後、研磨パッドに対してウェーハＷの面取り部における各主面側の面取り面を接触させて面取り部の鏡面研磨を行った（図２（Ａ）：図では便宜上、保護膜は片面のみ示されている）。
【００４９】
この鏡面面取り工程では、スピードファム社製ＩＶ型鏡面面取り機を使用し、図８（Ａ）に示すように研磨パッドの研磨面に対してウェーハＷを吸着盤１３で保持し、外周に研磨パッド１２を貼付した回転ドラム１１に対し、傾斜させたウェーハＷの面取り部を一定圧力で押し付けて面取り部を鏡面研磨した。研磨パッドとしては、ロデール社製ＳＵＢＡ４００を使用し、研磨剤として日産化学社製のＡＪ１３２５をベースとしてｐＨ１１．０に調整した研磨スラリーを２リットル／分の流量で供給し、研磨荷重を２．０ｋｇｆとして面取り部の研磨を行った。
【００５０】
その後、アクリル製樹脂の保護膜の除去を、苛性ソーダ水溶液と過酸化水素水の混合液（（容量比）４８％苛性ソーダ水溶液：２０％過酸化水素水：純水＝１：１：１０）による化学洗浄と、アンモニア水と過酸化水素水の混合液（（容量比）３０％アンモニア水：２０％過酸化水素水：純水＝１：１：１０）による化学洗浄により行った後、片面研磨装置を用い、ウェーハＷの片面に対して最終研磨を施した。この最終研磨では、面取り部研磨工程で用いたスラリーと同じものを供給し、研磨代が１μｍ程度となるように行った。
【００５１】
最終研磨後において、ロールオフ量の測定を行った。ロールオフ測定には、図１６に示したようなロールオフ測定機（コベルコ科研社製、ＬＥＲ−３１０Ｍ）を使用した。測定条件は、ウェーハ端面から３ｍｍから６ｍｍの領域を最小自乗法により算出した基準外挿線を基準に、ウェーハ端面から１ｍｍの位置のロールオフ量を計測した。
【００５２】
（比較例）
実施例と同様にして、スライス、面取り、ラップ、エッチング、両面研磨の各処理を順次行って得たウェーハＷに対し、保護膜を形成することなく面取り部研磨を行った。面取り部研磨は、図８（Ａ）に示すような回転ドラムの周囲に研磨パッドを貼り付けた鏡面面取り機（スピードファム社製ＩＶ型）を用いて行った。面取り部研磨後、さらに実施例と同様に、ウェーハＷの片面に対して最終研磨を施した。
最終研磨後において、ウェーハＷのロールオフをそれぞれ測定した。
【００５３】
実施例及び比較例で測定したロールオフ量の結果をそれぞれ表１および図１１に、本発明のコーティング方式、従来方式として示した。
【００５４】
【表１】
2006237055.tif 000003
【００５５】
最終研磨後において、比較例の従来方式では、ロールオフ量（平均値）は、０．２２×１０−２ｍｍであり大きかった。一方、実施例のコーティング方式では、０．０１×１０−２ｍｍとほぼゼロになった。このように、本発明は、ウェーハ外周形状、特にエッジロールオフを悪化させることのない優れたものであることが明らかになった。
【００５６】
なお、実施例及び比較例で得た各鏡面ウェーハに対して目視検査により面取り部のキズや圧痕の有無を調べたところ同等のレベルであり、本発明により、設備投資や工程数の増加等のコスト増を極力排除して両面研磨後の面取り部端面部のキズや圧痕を除去することができ、なおかつ鏡面面取り工程において研磨パッドがウェーハの主面に入り込むことによる過研磨を抑制できて、ウェーハ外周形状、特にエッジロールオフを悪化させないことが明らかになった。
【００５７】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は単なる例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
例えば、上記実施形態では、シリコンウェーハを製造する場合について説明したが、本発明は他の半導体ウェーハの製造にも適用することができる。
【００５８】
また、製造工程に関しては実施形態で説明したものに限定されず、例えば熱処理工程を加えても良いし、あるいは、面取り加工等を既に行ったウェーハを用意し、これに本発明に係る両面研磨工程、樹脂製の保護膜の形成、鏡面面取り工程、樹脂製の保護膜の除去を行ってもよい。
【００５９】
さらに、本発明は、上記のようなシリコンウェーハの製造方法に限定されず、半導体ウェーハの鏡面面取り方法にも適用することができる。
具体的には、少なくとも半導体ウェーハの面取り部を鏡面研磨する半導体ウェーハの鏡面面取り方法において、前記半導体ウェーハの表面または表裏両面に研磨を抑制する樹脂製の保護膜を形成した後、前記鏡面面取り工程を行うことを特徴とする半導体ウェーハの鏡面面取り方法に適用できる。
この場合、前記鏡面面取り工程の後に、前記樹脂製の保護膜を洗浄により除去することが好ましく、前記鏡面面取りする半導体ウェーハとして、表面および裏面を鏡面に両面研磨した半導体ウェーハを用い、該半導体ウェーハに前記樹脂製の保護膜を形成して鏡面面取りすることがさらに好ましい。
【００６０】
すなわち、本発明のように保護膜を形成してから面取り部の鏡面研磨をする鏡面面取りにより、ウエーハ外周のロールオフを改善する方法は、原則として半導体ウエーハの面取り部の鏡面研磨するいずれの場合にも適用ができる。
必ずしも、両面研磨した半導体ウエーハにのみ適用できるものではなく、片面研磨した半導体ウエーハに対して適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明に係る半導体ウェーハの製造方法の一例を示すフロー図である。
【図２】（Ａ）本発明における樹脂製の保護膜によるコーディング方式による、シリコンウェーハの鏡面面取り工程の一例を示す概略断面図と、その後樹脂製の保護膜を除去したウェーハの概略断面図である。（Ｂ）従来方式によるシリコンウェーハの鏡面面取り工程の一例を示す概略断面図と、その工程後のウェーハの概略断面図である。
【図３】面取り加工装置の例を示す概略図である。
【図４】両面研磨装置の一例を示す概略断面図である。
【図５】図４の両面研磨装置におけるキャリアの配置を示す概略平面図である。
【図６】両面研磨装置の他の一例を示す概略断面図である。
【図７】図６の両面研磨装置におけるキャリアの配置を示す概略平面図である。
【図８】面取り部の研磨方法の一例を示す概略図である。
【図９】面取り部の研磨方法の他の一例を示す概略図である。
【図１０】面取り部の研磨方法の他の一例を示す概略図である。
【図１１】従来方式および本発明のコーティング方式による場合のロールオフ量を示すグラフである。
【図１２】従来のシリコンウェーハの製造工程の一例を示すフロー図である。
【図１３】顕微鏡で観察した過研磨領域を示す図である。
【図１４】サイトフラットネスの評価におけるセルの一例を示す概略図である。
【図１５】ロールオフ量を示すグラフである。
【図１６】ロールオフの測定原理を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６２】
１Ａ、１Ｂ…ウェーハ断面、  ２…樹脂製の保護膜、  ３…研磨パッド、
４…研磨前の形状、  ５Ａ，５Ｂ…研磨後の形状、  ６…ロールオフ量、
１ａ，１ｂ…面取り加工用砥石、  ２ａ，２ｂ…溝、  ３ａ，３ｂ…保持盤、
７０，８０…両面研磨装置、  Ｗ…ウェーハ、  Ｃ…面取り部、
１２，２１，２２，２４，３１，３４…研磨パッド。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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